DE4306781A1

DE4306781A1 - Verfahren und Anlage zur Aufbereitung von kunststoffreichen Müllgemischen

Info

Publication number: DE4306781A1
Application number: DE19934306781
Authority: DE
Inventors: Joerg Dr Ing Julius
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Deutz AG
Priority date: 1993-03-04
Filing date: 1993-03-04
Publication date: 1994-09-08

Description

Die Erfindung ist auf ein Verfahren und eine Anlage zur Aufbereitung von kunststoffreichen Müllgemischen, vorzugsweise Verpackungsmüllgemischen aus getrennten Sammlungen z. B. aus den Bereichen hausmüllähnlichem Ge werbemüll, Hausmüll, Baustellenmüll, die vorwiegend Kunststoffe z. B. in Form von Folien, Hohlkörpern, Bechern und Schaumstoffen, daneben Metalle, Verbundstoffe und außerdem Fremdstoffe wie Glas, Steine, Keramik, Holz, Leder, Textilien enthalten, gerichtet.

Zur Aufbereitung im technischen Maßstab solcher vielfältiger, Wertstoffe ent haltender Stoffgemische mit dem Ziel der Rückgewinnung der enthaltenden Wertstoffe als Sekundärrohstoffe in hoher Reinheit sind bereits Verfahren be kannt, die sich in entsprechend ausgeführten Anlagen dabei im wesentlichen darauf beschränken, durch Zerkleinerung und sortierende Klassierung auf Sie ben eine Voranreicherung bestimmter Stoffe in Siebfraktionen zu erhalten, um sie für eine Handsortierung leichter zugänglich zu machen und bei einer nach folgenden Magnetscheidung den Anteil fehlausgetragener Stoffe zu vermindern. Diese Aufbereitungsverfahren werden meist trocken durchgeführt.

Es sind aber auch Verfahren bekannt, bei denen auch nasse Aufbereitungs schritte durchgeführt werden.

So werden beispielsweise bei dem "Aachener Verfahren zur Hausmüllaufberei tung" ("Ökologische Müllverwertung" von Thilo C. Koch, Jürgen Seeberger, Verlag C. F. Müller Karlsruhe 1984, Seite 146 und 147) aus Hausmüll in einer ersten Trockenaufbereitungsstufe Feinmüll und ein großer Teil der organischen Abfälle, vor allem Papier und leichte Kunststoffe, von den übrigen Müllbe standteilen getrennt und in einer nachfolgenden Naßaufbereitung eine Rückge winnung von Glas und Metall durch eine Dichtesortierung durchgeführt.

Nachteilig ist die bei vielen bekannten Verfahren durchgeführte Handsortierung zur Kunststoffrückgewinnung, da neben dem hohen Personalaufwand mit die sem Verfahrensschritt keine reinen Endprodukte abgetrennt werden können und keine hohen Sortierleistungen zu erzielen sind.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und einer Anlage zur Aufbereitung von Müllgemischen der genannten Art mit einer möglichst weit gehend automatischen Arbeitsweise und mit hohem Durchsatz zur Gewinnung sortenreiner Endprodukte, besonders sortenreiner Kunststoffe, als Sekundär rohstoffe.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig gelöst mit den Maßnahmen des Kenn zeichnungsteils des Anspruchs 1 und anlagenmäßig mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 7.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ange geben.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird das zu sortierende Müllgemisch zunächst auf einem Sortierband durch Handsortierung von Störstoffen befreit. Unter Störstoffe werden dabei solche Stoffe verstanden, deren Anwesenheit zu Störungen des Betriebs und Beschädigungen der Anlage führen können, bei spielsweise Eimer mit Lösungsmittel oder Explosivstoffe, Massivteile aus Me tall (z. B. Mopedmotor) und die, obwohl sie möglicherweise nur in geringen Stückzahlen im Müllgemisch vorhanden sind, zweckmäßigerweise vor Beginn der eigentlichen Sortierung entfernt werden sollen.

Die eigentliche Aufbereitung beginnt dann mit einer ersten Zerkleinerung, die gemäß der Erfindung vorzugsweise mit einer Rotorschere durchgeführt wird. Durch die langsam umlaufenden Rotoren einer solchen Zerkleinerungsmaschine wird vorteilhaft die Gefahr von möglichen auftretenden Expolosionen ernied rigt.

Der zerkleinerte Verpackungsmüll wird nun durch eine Windsichtung in ein vorwiegend Kunststoffe enthaltendes Leichtgut und in ein vorwiegend metalli sche Bestandteile enthaltendes Schwergut getrennt.

Das im Schwergut enthaltene Metall wird in zwei hintereinandergeschalteten Stufen abgetrennt, und zwar wird zunächst das metallische Eisen durch eine Magnetscheidung abgetrennt und daran anschließend das Nichteisenmetall durch eine Wirbelstromscheidung. Das danach weitgehend metallfreie Schwer gut wird nun durch eine Dichtesortierung getrennt, wobei die noch im Schwer gut enthaltenen Kunststoffbestandteile nun als Leichtgut erhalten und ein nicht weiter verwertbares Schwergut, das vorwiegend Glas, Steine und sonstige Reststoffe enthält, anfällt. Das abgetrennte Leichtgut wird mit dem Leichtgut der Windsichtung vereinigt und auf etwa kleiner 5 bis 10 mm weiter zerklei nert. Das zerkleinerte Leichtgut wird dann nach der Dichte sortiert. Die Dich tesortierung erfolgt dabei in mehreren hintereinandergeschalteten Stufen mit unterschiedlichen Trennflüssigkeiten, vorzugsweise in Sortierzentrifugen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Erläuterungen zu in schematischen Zeichnungsfiguren dar gestellten Ausführungsbeispielen.

Die Fig. 1 zeigt ein Fließschema einer möglichen Anlage zur Durchführung des Aufbereitungsverfahrens gemäß der Erfindung.

Die Fig. 2 zeigt eine mögliche Ergänzung bzw. Erweiterung des Verfahrens gemäß der Fig. 1.

Gemäß der Fig. 1 wird das Müllgemisch (1) zunächst in einer Vorrichtung (10) für die nachfolgende Aufbereitung vereinzelt. Vorzugsweise ist diese Vorrich tung (10) ein Sackaufreißer, um getrennt in Kunststoffsäcken vorliegenden Müll freizulegen. Daran anschließend erfolgt eine Handsortierung (11) auf einem Sortierband, um Störstoffe (4) aus dem Müllgemisch (1) zu entfernen.

Zwischen der Vorrichtung (10) zur Vereinzelung und der Handsortierung (11) kann gemäß der Erfindung noch eine Absiebung (im Fließschema nicht darge stellt), vorzugsweise in einem Trommelsieb, erfolgen, um Feinmüll aus solchen Müllarten, die den weiteren Verfahrensweg störende Feinanteile beinhalten, abzutrennen. Die Sieblochung sollte dabei eine Öffnungsweite von 20 bis 80 mm, vorzugsweise 40 bis 60 mm, aufweisen. Der so abgetrennte Feinmüll kann dann später je nach Beschaffenheit wieder in das Verfahren an geeigneter Stelle eingeschleust werden.

Das nach der Handsortierung (11) von Störstoffen (4) befreite Müllgemisch wird nun zerkleinert, beispielsweise mit einer Rotorschere (12). Langteile (3), die von der Rotorschere (12) in einer Dimension nur unvollständig zerteilt wur den, werden durch einen Langteilseparator (13) aussortiert. Je nach Beschaf fenheit dieser Langteile (3) ist die Möglichkeit gegeben, diese Langteile (3) über eine Fördereinrichtung (8) wieder der Handsortierung (11) oder direkt über eine Fördereinrichtung (7) wieder der Rotorschere (12) zuzuführen, oder aber zur Gänze aus dem weiteren Verfahren zu entfernen. Eine kritische Ober grenze der Länge bei der Langteilseparation könnte beispielsweise eine Länge von 400 mm sein.

Das vorzerkleinerte Müllgemisch gelangt nun in einen Windsichter (14), vor zugsweise einen Steigrohrwindsichter mit Umluftbetrieb, in dem eine Abtren nung der Leichtstoffe, beispielsweise Kunststoffe, erfolgt. Das aus dem Wind sichter (14) ausgetragene Schwergut wird einem Magnetscheider (15) zuge führt, der vorzugsweise zweistufig mit einem Überbandmagnetscheider und einem Bandrollenmagnetscheider ausgebildet ist und das Eisenmetall (27) abge trennt. Durch einen nachfolgenden Wirbelstromscheider (16), vorzugsweise werden mit rotierenden Permanentmagneten versehene Geräte verwendet, wer den anschließend die restlichen nichtmagnetischen Metallbestandteile aus dem Schwergut abgetrennt.

Das weitgehend metallfreie Schwergut wird nun einer Dichtesortiervorrich tung (17) aufgegeben, in dem eine Trennung nach der Dichte, beispielsweise bei einer Trenndichte von 1,5 g/cm³ erfolgt. Diese Trennung wird vorzugs weise in einem Aufstromsortierer mit einem senkrecht stehenden Kanal mit laminar aufströmendem Wasser, das vorzugsweise im Kreislauf geführt wird, durchgeführt. Das auf diese Weise gewonnene Leichtgut wird gemeinsam mit dem durch den Windsichter (14) erhaltenen Leichtgut einer weiteren Dichtesor tierung zugeführt, während die als Schwergut erhaltenen Reststoffe (29), die weitgehend frei von verwertbaren Metallen und Kunststoffen sind, aus dem System ausgetragen werden.

Die über die Fördereinrichtungen (5 und 6) zusammengeführten Leichtgüter des Aufstromsortierers (17) und des Windsichters (14) [das Leichtgut des Windsichteraustrags muß zunächst aus dem Luftstrom durch eine geeignete Vorrichtung, beispielsweise einem Zyklon, abgetrennt werden; der Zyklon ist im Fließschema nicht dargestellt] werden nun zunächst über einen weiteren Magnetscheider (18), vorzugsweise einem Überbandmagnetscheider, geführt. Diese Magnetscheidung dient zur Abtrennung von metallischen Eisentei len (31), die als Fehlaustrag in die Leichtgüter gelangt sind und zur Beschädi gung der nachfolgenden Zerkleinerungsvorrichtung (19) führen könnten. Die Zerkleinerungsvorrichtung (19) ist vorzugsweise eine Schneidmühle, in der das weiter zu sortierende Leichtgut schonend ohne nennenswerten Feingutanfall auf etwa kleiner 5 bis 10 mm, vorzugsweise 6 bis 8 mm, zerkleinert wird.

Das zerkleinerte Leichtgut wird nun in einem Rührbehälter (20) mit hohem Energieeintrag in Wasser dispergiert, wobei ein Schwimmgut (26) anfällt, das beispielsweise aus Holz und Schaumstoffen besteht und durch eine entspre chende Vorrichtung, beispielsweise eine pneumatische Absaugvorrichtung, von der Suspensionsoberfläche entfernt wird. Im Leichtgut noch enthaltenes Schwergut wird als Sinkgut unten am Rührbehälter (20) abgezogen und über eine Förderleitung (32) den Reststoffen (29) zugeführt.

Das restliche Leichtgut wird beispielsweise seitlich aus dem Rührbehälter (20) abgezogen und einer Sortierzentrifuge (21) zugeführt, in der als Schwimm gut (25) die Kunststoffe Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) erhalten wer den. Das in dieser Sortierzentrifuge (21) abgetrennte Sinkgut wird einer weiteren Dispergierstufe (22) mit einer Trennflüssigkeit versetzt, die eine etwas höhere Dichte als Wasser hat, und die erhaltene Suspension dann einer weiteren Sor tierzentrifuge (23) aufgegeben, in der als Schwimmgut (9) der Kunststoff Poly styrol (PS) abgetrennt wird.

Das verbleibende Sinkgut wird einem Schüttelherd (24) aufgegeben, auf dem eine Trennung in die Kunststoffe (30), die Polyvenylchlorid (PVC) und sonstige Kunststoffe enthalten, und Reststoffe (2), die Metalle, Sand, Schmutz etc. ent halten können, erfolgt.

Je nach Zusammensetzung der aufzubereitenden Müllgemische können noch weitere Dichtetrennstufen, so z. B. zur Trennung des Schwimmgutes (25) in die sortenreinen Kunststoffe Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) eingesetzt werden.

Bei der Dichtetrennung in Sortierzentrifugen ist es erfindungsgemäß auch mög lich, die bei der vorhergehenden Dichtetrennung erhaltenden Sinkstoffe direkt, d. h. ohne vorhergehende Dispergierung, der nächsten Sortierzentrifuge aufzu geben, da in den Sortierzentrifugen ein ausreichender Energieeintrag unmittel bar vor der Trennung und damit eine ausreichende Dispergierung erfolgt.

Das im Fließschema dargestellte beispielshafte Verfahren zeichnet sich durch das Fehlen von störanfälligen Aufbereitungsstufen und (mit einer Ausnahme) dem Fehlen einer kostenintensiven Handsortierung aus.

Beim Betrieb der verwendeten Sortiereinrichtungen Windsichter, Aufstrom klassierer und Sortierzentrifugen werden erfindungsgemäß die Trennmedien Luft, Wasser und Trennflüssigkeiten im Kreislauf geführt, so daß eine not wendige Aufbereitung dieser Trennmedien nur im geringen Maße erforderlich ist.

Bei bestimmten Müllarten, die Verbundstoffe in Form von Getränkekartons ent halten, ist es wegen der in den meisten Getränkekartons vorhandenen Innenfolie aus Aluminium möglich, die Kartons mit Hilfe der Wirbelstromscheidung abzu trennen. Da aus Gründen der weiteren Verwertung - die in den Kartons vorhan denen Papierfasern sollen durch eine Zerkleinerung nicht geschädigt, und bei einer Naßaufbereitung, durch Schmutzwasser nicht verunreinigt werden - ge fordert werden kann, die Kartons möglichst unzerkleinert aus dem angelieferten Müllgemisch abzutrennen, kann in diesen Fällen, wie beispielsweise in Fig. 2 dargestellt, die Aufbereitungsanlage gemäß Fig. 1 durch weitere Anlagenteile erweitert bzw. ergänzt werden.

Genau wie im Verfahrensschema nach Fig. 1 erfolgt zunächst eine Vereinze lung, vorzugsweise in Form eines Sackaufreißers (10), um in Säcke verpackt vorliegenden Müll freizulegen. Danach erfolgt eine Siebung (32), vorzugsweise mit einem Trommelsieb, bei einer Trennkorngröße von 120 bis 180 mm, vor zugsweise bei 140 bis 160 mm, mit dem Ziel, die Getränkekartons im Siebun terlauf anzureichern. Neben diesen Getränkekartons werden naturgemäß auch andere Bestandteile wie Kunststoffe, Weißblechdosen, Aluminium-Verpackun gen u. a. Stoffe hierbei als Siebunterlauf ausgetragen.

Während der Siebüberlauf nun zur schon beschriebenen Störstoffauslese (11) gefördert und gemäß dem Verfahren der Fig. 1 weiter aufbereitet wird, werden aus dem Siebunterlauf durch eine nachfolgende Magnetscheidung (33), vor zugsweise einem Überbandmagnetscheider, die Weißblechdosen und andere Eisenteile (36) abgetrennt. Das Nichtmagnetgut wird nun durch einen Wirbel stromscheider (34), vorzugsweise ein Wirbelstromscheider mit rotierenden Permanentmagneten, in ein Nichtmetallgut und in ein metallhaltiges Gut auf getrennt. Das Nichtmetallgut wird zur Zerkleinerung (12) gefördert und weiter nach dem Verfahren der Fig. 1 aufbereitet, während das metallhaltige Gut nun in einen Windsichter (35), vorzugsweise einem Steigrohrsichter, gelangt, aus dem die Getränkekartons als Leichtgut (37) in hochangereicherter Form und Nichteisenmetalle als Schwergut (38) ausgetragen werden.

Claims

1. Verfahren zur Aufbereitung von kunststoffreichen Müllgemischen, vor zugsweise Verpackungsmüllgemischen aus getrennten Sammlungen z. B. aus den Bereichen hausmüllähnlichem Gewerbemüll, Hausmüll, Baustel lenmüll, die vorwiegend Kunststoffe z. B. in Form von Folien, Hohlkör pern, Bechern, Schaumstoffe, daneben Metalle, Verbundstoffe und außer dem Fremdstoff, wie beispielsweise Glas, Steine, Keramik, Holz, Leder, Textilien enthalten, gekennzeichnet durch folgende miteinander verknüpf te Verfahrensschritte:

a) Störstoffauslese durch Handsortierung;
b) Zerkleinerung, vorzugsweise mit langsam laufenden Zerkleine rungsmaschinen, beispielsweise einer Rotorschere (12);
c) Windsichtung der Zerkleinerungsprodukte aus b);
d) Metallabtrennung aus dem Schwergut der Sortierstufe aus c) durch Magnetscheidung und/oder Wirbelstromscheidung;
e) Dichtesortierung der Nichtmetalle aus der Sortierstufe d);
f) Zerkleinerung der Leichtstoffe aus den Sortierstufen c) und e);
g) Dispergierung der zerkleinerten Leichtstoffe aus f) und Sortie rung nach der Dichte.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Störstoffauslese eine Vorzerkleinerung erfolgt, um vorzugsweise in Kunststoffsäcken abgepackten Müll freizulegen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Vorzerkleinerung und der Störstoffauslese eine Absiebung, vorzugsweise mit einem Trommelsieb, erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebunter lauf zur Abtrennung unzerkleinerter Getränkekartons nacheinander einer Magnetscheidung, einer Wirbelstromscheidung und einer Windsichtung unterzogen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Verfahrensstufen b) und c) eine Abtrennung längerer stö render Teile durch einen Langteilseparator (13) erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtesortierung nach e) vorzugsweise eine naßarbeitende Aufstrom sortierung ist.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Dichtesortierung nach g) in mehreren hin tereinandergeschalteten Stufen mit unterschiedlichen Trennflüssigkeits dichten, vorzugsweise in Sortierzentrifugen (21, 23), erfolgt.

8. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche mit mehreren Zerkleinerungs- und Sortierstu fen, gekennzeichnet durch die nachfolgend aufgeführten, durch Trans portmittel miteinander verbundenen Anlagenteile, und zwar mit

a) einem Sortierband (11) zur Störstoffauslese, dessen Ende mit der Aufgabevorrichtung einer ersten Zerkleinerungsstufe (12) ver bunden ist;
b) einer ersten Zerkleinerungsstufe (12), vorzugsweise einer Rotor schere, deren Austrag mit der Aufgabevorrichtung eines Wind sichters (14) verbunden ist;
c) einem Windsichter (14), dessen Schwergutaustrag mit der Auf gabevorrichtung eines Magnetscheiders (15) und dessen Leicht gutaustrag mit der Aufgabevorrichtung einer zweiten Zerkleine rungsstufe (19) verbunden ist;
d) einem Magnetscheider (15), dessen Nichtmagnetgutaustrag mit der Aufgabevorrichtung eines Wirbelstromscheiders (16) und der Austrag des Wirbelstromscheiders (16) für das Nichtmetallgut mit der Aufgabevorrichtung eines ersten nassen Dichtesortierers verbunden ist;
e) einem ersten nassen Dichtesortierer (17), vorzugsweise einem Aufstromsortierer, mit einem Austrag für das Schwimmgut, der mit der Aufgabevorrichtung der zweiten Zerkleinerungsstu fe (19) verbunden ist;
f) einer zweiten Zerkleinerungsstufe (19), vorzugsweise einer Schneidmühle, deren Austrag mit der Aufgabevorrichtung einer Dispergierstufe (20) eines zweiten nassen Dichtesortierers (21) verbunden ist;
g) eines zweiten nassen Dichtesortierers (21), vorzugsweise eine Sortierzentrifuge, dessen Sinkgutaustrag mit der Aufgabevorrich tung eines weiteren dritten Dichtesortierers (23), und dessen Sinkgutaustrag wiederum mit der Aufgabevorrichtung eines weiteren Dichtesortierers (24) verbunden usw., wobei der letzte Dichtesortierer vorzugsweise ein Stoßherd ist.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine dem Sortier band (11) vorgeschaltete Vorzerkleinerungsstufe (10) mit einer Siebanla ge (32), vorzugsweise einem Trommelsieb verbunden ist, dessen Siebun terlaufaustrag mit einem Magnetscheider (33) und dessen Siebüberlaufaus trag mit einem Sortierband (11) verbunden ist, und wobei der Austrag des Magnetscheiders (33) für das Nichtmagnetgut mit einem Wirbelstrom scheider (34) und dessen Austrag für das Metallgut mit einem Windsich ter (35) verbunden ist.